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A força
dos ventos
Potencial eólico
brasileiro movimenta
pesquisa para
o desenvolvimento
de geradores de
pequeno porte
Dinorah Ereno
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Renato de Aguiar
M
oinhos de vento de cerca de 110 metros de altura transformam em energia os ventos alísios que
sopram constantemente durante todo o ano nas
costas e no interior do Nordeste brasileiro, assegurando aos parques eólicos instalados na região
uma produtividade bem acima da média mundial.
“Os parques eólicos de Pernambuco, Ceará e Rio
Grande do Norte produzem bem mais do que os da Europa,
China ou Estados Unidos”, diz o engenheiro aeronáutico Odilon Camargo, um dos donos da empresa Camargo Schubert,
de Curitiba, no Paraná, responsável pelo Atlas do potencial
eólico do território brasileiro, lançado em 2001 pelo Ministério
das Minas e Energia e Eletrobrás. O atlas apontou um potencial eólico para o Brasil da ordem de 143 gigawatts, ou seja, 10
vezes a capacidade de Itaipu. “O potencial estimado naquela
época já era maior do que tudo o que se tem hoje instalado
em termos de geração de eletricidade, que é da ordem de 100
gigawatts”, diz Camargo, que antes de se tornar empresário
era pesquisador do Centro de Tecnologia Aeroespacial (CTA)
do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em São José
dos Campos, no interior paulista.
Praia de
Formosa
em Camocim,
no Ceará
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Esses ventos excepcionais, aliados
a projetos de grande escala em extensões de área com baixa ocupação demográfica e à crise do crédito mundial
em 2009, que fez a oferta de máquinas
ser maior em relação à procura, levaram as empresas nacionais e algumas
multinacionais a investir no promissor
mercado brasileiro. O resultado disso
é que o preço médio da energia eólica baixou consideravelmente nos dois
leilões de energia renovável promovidos pela Agência Nacional de Energia
Elétrica em dezembro de 2009 e agosto
de 2010, tornando-a altamente competitiva. Em dezembro do ano passado,
com a contratação de 1.808 megawatts
(MW) para entrega até julho de 2012, o
megawatt-hora ficou em R$ 148,30. Já
em agosto, com a encomenda de 70 novas usinas que somam 2.047 MW para
entrega em outubro de 2013 – capacidade que corresponde a mais de uma
vez e meia a usina nuclear de Angra 2 –,
o megawatt-hora caiu para R$ 130,86,
bem mais baixo que o valor ofertado
pelas usinas movidas a queima de bagaço de cana (R$144,20) e pelas pequenas
centrais hidrelétricas (R$141,93).
Alternativa energética – Matéria
publicada no caderno de Negócios do
jornal O Estado de S.Paulo no dia 25 de
outubro relata que é recente a efervescência no setor. “Tem pouco mais de
um ano. Antes disso, o preço da energia eólica era inviável para a realidade
brasileira. Mas os ventos mudaram e
os projetos deixaram de fazer parte da
ideologia dos ambientalistas para virar
alternativa de abastecimento energético do país.” A mudança dos ventos
trouxe em seu rastro empresas de todas
as partes do mundo, como a argentina
Impsa e a norte-americana General
Electric, que já estão produzindo. Na
disputa pelo mercado brasileiro estão
ainda a espanhola Gamesa, a indiana Suzlon, a dinamarquesa Vestas e a
alemã Siemens, além da francesa Als-
Potencial eólico do brasil
Levantamento de 2001 mostra onde estão os melhores ventos
tom. Pioneira no Brasil, a Wobben de
Sorocaba, com a tecnologia da alemã
Enercon, continua a se manter entre
as líderes de nosso mercado.
Embora tenha o maior parque eólico da América Latina e a sua capacidade instalada atual de 835 MW tenha
aumentado em 15 vezes nos últimos 10
anos, os ventos ainda correspondem
a menos de 1% da energia produzida
no Brasil. No ranking dos países produtores, os Estados Unidos lideram
com 35 gigawatts (GW) – ou 35 mil
MW – de capacidade instalada. Na sequência vêm a China, com 26 GW, e a
Alemanha, com 25,8 GW, segundo a
Associação Mundial de Energia Eólica
(WWEA, na sigla em inglês). Enquanto
as fabricantes multinacionais dominam
o fornecimento de máquinas para os
projetos ganhadores dos leilões e respondem pelos maiores investimentos
no país, nas universidades e centros de
pesquisa brasileiros o foco de interesse
é o desenvolvimento de aerogeradores
ou geradores eólicos – equipamentos
que formam um conjunto com as pás
feitas normalmente de fibra de vidro
e um gerador elétrico – de pequeno
porte, apropriados para uso em comunidades isoladas, fazendas ou áreas
sem acesso à energia convencional. Eles
seguem a trilha aberta pelo engenheiro
aeronáutico Bento Koike, da empresa
Tecsis, de Sorocaba, no interior paulista, que também trabalhou no CTA e,
ao sair, dedicou-se ao desenvolvimento
de uma tecnologia própria para fabricação das pás dos aerogeradores, que
hoje são um sucesso de mercado. Sua
empresa chegou a fabricar cerca de 7
mil pás sob encomenda por ano, com
comprimento de 40 a 50 metros, e tem
contrato de fornecimento com a GE e
outros fabricantes de peso do mercado
mundial de aerogeradores.
camargo schubert
Pequenos no mercado – Um dos pro-
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jetos realizados por pequenas empresas
iniciado em 2003 pela Eletrovento, que
na época estava abrigada na Incubadora de Empresas de Base Tecnológica
da Universidade Estadual de Campinas
(Unicamp), resultou em dois geradores
eólicos de baixa potência, um de 0,5 e
outro de 2 quilowatts (kW), que estão
prontos para serem comercializados.
Máquinas capazes de transformar a
energia cinética dos ventos em energia
Gabriel Amaral
Em Osório, no
Rio Grande do
Sul, conjunto
de três usinas
produz 150
megawatts
elétrica, os aerogeradores são dotados
de sensores que identificam a direção
e a intensidade do vento e se ajustam
para aproveitar o maior potencial em
cada momento.
Os modelos mais populares são
os horizontais de três pás, por apresentarem maior eficiência energética
em decorrência da melhor distribuição das tensões diante das mudanças
da direção do vento. A energia obtida
pode ser transferida diretamente para
a rede elétrica convencional ou utilizada em sistemas isolados. Coordenado
pelo engenheiro eletrônico Cassiano
Nucci Paes Cruz, o projeto apoiado
pela FAPESP na modalidade Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas
(Pipe) tinha como objetivo inicial o
desenvolvimento de um aerogerador
com capacidade instalada de 5 kW.
“Projetado com uma folga de eficiência, transformou-se em um aerogerador comercial de 7 kW, suficiente
para suprir as necessidades energéticas
de sete residências médias”, diz Cruz.
No decorrer do projeto foram desenvolvidos os dois outros modelos de 0,5
e 2 kW que serão os primeiros a ser
vendidos pela Eletrovento, que em fevereiro deste ano passou para o controle
Modelos
horizontais
de três pás
apresentam
maior eficiência
energética
da empresa Everest, de Mairinque, no
interior paulista, assim como a tecnologia desenvolvida por Cruz, em parceria
com o engenheiro Rubens Luciano. “A
tecnologia envolve desde a construção
das pás de fibra de vidro até o controle
eletrônico responsável pelos ajustes da
máquina, capaz de se adaptar tanto às
enormes variações de vento quanto à
carga elétrica”, diz o pesquisador.
A quantidade de energia gerada depende das correntes de vento no local
da instalação. “Com um vento médio de
6 metros por segundo, ou 22 quilômetros por hora, o gerador eólico de 0,5
quilowatt consegue produzir em torno
de 60 kWh por mês”, diz Carlos Pascoal
Fernandes, diretor operacional da Eletrovento. A energia gerada dá para alimentar uma geladeira, uma televisão,
antena parabólica, algumas lâmpadas e
um computador, ou seja, suficiente para
uma casa pequena, com poucos moradores. Para efeito de comparação, uma
residência média brasileira consome em
torno de 100 a 150 kWh por mês. “Já
com o gerador de 2 quilowatts e a mesma
quantidade de vento é possível produzir
250 kWh por mês.” Isso resulta em uma
economia da ordem de R$ 290,00 por
mês na conta de consumo de energia.
O preço de venda para o equipamento de 0,5 kW, que inclui torre, bateria e
gerador, sem os custos de transporte e
instalação, fca em torno de R$ 17 mil e
para o de 2 kW em R$ 30 mil.
Sistemas similares – Outra empresa
paulista, a Dynamis, também trabalha
no desenvolvimento de um gerador eólico de médio porte, na faixa de 100 kW,
com apoio da FAPESP, pelo Pipe, e do
Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico (CNPq). “Em
2003 fizemos estudos prévios em parceria com o ITA para o desenvolvimento
de geradores eólicos”, diz o engenheiro
aeronáutico Luciano Tanz, que antes
de se tornar empresário trabalhou na
Embraer. Os estudos serviram de base
para um projeto iniciado em 2006 pela
empresa. “O aerogerador que estamos
desenvolvendo tem cerca de 22 metros
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fabricantes
venderam 19 MIL
aerogeradores
de pequeno
porte EM 2008
principais empecilhos no auxílio que
o nosso centro presta a fabricantes de
aerogeradores de pequeno porte é que
são empresas com poucos recursos para
investir na realização dos ensaios exigidos pelas normas do mercado internacional”, diz Alé. “Quando as empresas
tiverem incentivo governamental para
fabricar seus aerogeradores, elas poderão aumentar seus investimentos na
pesquisa para desenvolvimento de produtos com a melhor qualidade possível.”
O professor cita como exemplo o projeto Minieólica da Espanha, que recebeu
eduardo cesar
de diâmetro, suficiente para fazer funcionar uma pequena indústria, uma
fazenda grande ou até um vilarejo”, diz
Tanz. A previsão é de que até o início
de 2012 um protótipo do modelo esteja
em operação. A escolha de geração de
100 kW é estratégica, segundo o pesquisador. “Os aerogeradores com potência
abaixo de 50 kW não conseguem concorrer com o custo da energia que está
no mercado”, diz Tanz. “Os de 100 kW
têm mais espaço para competir.” Para
o desenvolvimento do aerogerador a
empresa se valeu da experiência obtida
com a fabricação de um simulador de
queda livre, um túnel de vento que gera
um fluxo de alta velocidade capaz de
equilibrar o peso de algumas pessoas,
projeto iniciado em 2002 com apoio
do Pipe. “As duas tecnologias utilizam
sistemas similares”, diz Tanz.
“O mercado eólico mundial de aerogeradores de pequeno porte encontra-se em expansão com uma taxa de
crescimento de 53% relativo a 2007 e
uma capacidade de geração de 40 megawatts em 2008”, diz o professor Jorge
Villar Alé, coordenador do Centro de
Energia Eólica (CE-Eólica) da Pontifícia
Universidade Católica do Rio Grande
do Sul (PUC-RS). Os 220 fabricantes
espalhados pelo mundo venderam cerca
de 19 mil unidades em 2008. “Um dos
Aerogerador de
pequeno porte
produzido pela
Eletrovento
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€ 13 milhões do governo para pesquisa
e desenvolvimento de aerogeradores.
“O projeto envolve 30 instituições,
públicas, privadas, centros de pesquisa e universidades, que se dedicam a
aumentar a inserção nacional de aerogeradores de pequeno porte conectados à rede elétrica ou como sistemas
isolados”, diz Alé.
Testes cíclicos – Entre os projetos
desenvolvidos atualmente pelo CEEólica estão levantamento de ventos,
incluindo medições com torres meteorológicas, tratamento estatístico
dos dados obtidos e determinação do
potencial eólico, além de suas melhores aplicações. Um dos projetos, com
duração de cinco anos, é realizado em
parceria com a Universidade Federal
de Pernambuco e a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, para
estudos de anemometria (medição da
velocidade do vento) e aerogeradores
de pequeno porte. Em outro estudo,
uma bancada foi especialmente desenvolvida para realizar testes cíclicos
de pás de geradores com até 3 metros
de comprimento, o que corresponde
à potência de 5 kW. O centro fechou
uma parceria com a empresa Enersud,
do Rio de Janeiro, para avaliação das
primeiras pás fabricadas por ela.
Além das pás, a Enersud desenvolveu
um equipamento eletrônico que possibilita a instalação das turbinas eólicas
diretamente na rede, sem a necessidade
de baterias, resultado de um convênio
entre a empresa, a Universidade Federal
do Ceará e a Financiadora de Estudos
e Projetos (Finep). A Universidade
Federal de Santa Catarina (UFSC),
em parceria com as empresas catarinenses Milano, de Criciúma, e a Weg,
de Jaraguá do Sul, desenvolveu um
gerador eólico de 15 kW, batizado de
Ventus, para atender pequenas comunidades. Um protótipo da torre eólica
está instalado em um sítio no balneário
Rincão, no município catarinense de
Içara, desde 2009. Ele pode alimentar
até 30 residências com consumo médio de 70 kWh por mês. No CE-Eólica
também são estudados os modelos de
aerogeradores de eixo vertical, que pela
sua arquitetura podem ser utilizados
em áreas urbanas, no alto de edifícios.
“Fabricamos e testamos diversos protótipos de eixo vertical”, diz Alé.
Siemens Pressebild
O Brasil tem 46 parques eólicos em
operação atualmente – 38 no Nordeste
e oito no Sul, que respondem pelos 835
MW de capacidade instalada. O maior
produtor individual, o parque Praia Formosa da cidade de Camocim, no Ceará,
tem 104 MW. Na região de Osório, a
100 quilômetros de Porto Alegre, no Rio
Grande do Sul, os parques de Osório, dos
Índios e Sangradouro têm capacidade
instalada total de 150 MW. A potência
gerada pelos três juntos seria suficiente
para abastecer metade da necessidade de
consumo de energia elétrica da cidade de
Porto Alegre, que em 2009 possuía quase
1,5 milhão de habitantes.
Hoje já se sabe que o potencial estimado no Atlas eólico de 2001 é muito maior do que os 143 GW previstos.
OS ProjetoS
1. Desenvolvimento de um
aerogerador nacional de 5 kW –
nº 2002/08008-6
2. Gerador eólico de médio porte
com transmissão continuamente
variável – nº 2005/04435-5
modalidade
1 e 2. Programa Inovação
Tecnológica em Pequenas Empresas
Co­or­de­na­dores
1. Cassiano Nucci Paes Cruz Eletrovento
2. Luciano Tanz – Dynamis
investimento
1. R$ 179.681,00 (FAPESP)
2. R$ 181.596,05 (FAPESP)
Turbinas
instaladas em
alto-mar na
Dinamarca
Isso porque para esse cálculo só foram
consideradas as áreas com ventos acima
de 7 metros por segundo a 50 metros
de altura – parâmetros avaliados como um limiar de atratividade técnica
para um projeto começar a ser considerado interessante naquela época.
“De todas as áreas mapeadas, só 20%
foram consideradas aproveitáveis por
conta de problemas ambientais, fundiários ou topográficos”, diz Camargo.
Os 50 metros eram a base média das
máquinas geradoras de energia eólica.
Hoje elas têm 80, 100, 110 metros de
altura. “Quando aumenta a altura, o
potencial aumenta também, porque há
mais vento.” Pelo critério utilizado na
época, só a Região Sul do Brasil poderia gerar 22,8 GW. “Só que apenas os
estados do Rio Grande do Sul e Santa
Catarina, em área territorial, são maiores que a Alemanha, que já tem praticamente instalados 26 GW e ainda
está crescendo”, diz Camargo. Como
ambas têm ventos parecidos, já se sabe
que o potencial da Região Sul é muito
maior do que o inicialmente previsto. O
interior da Bahia, próximo à região do
rio São Francisco, assim como outras
áreas do Nordeste também são promissores para esses empreendimentos. Mas
existe potencial aproveitável em todas
as regiões do Brasil.
A Alemanha tem hoje duas Itaipus
de energia eólica em capacidade ins-
talada. “Lá o interesse por essa fonte
energética surgiu depois do pânico
geral causado pelo acidente nuclear
de Chernobyl, na década de 1980”, diz
Camargo. No Brasil, como consequên­
cia do racionamento de 2001, após o
apagão causado pelo baixo volume
de água nas hidrelétricas, o governo
criou em 2002 o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia
Elétrica (Proinfa), que resultou em
um primeiro impulso para uso de
biomassa, pequenas centrais hidrelétricas e eólicas. A primeira grande
compra de energia eólica pelo governo
no Proinfa foi de 1.453 MW, em 2005.
Depois disso, por meio do Programa
Subvenção Econômica da Finep, o
governo federal lançou dois editais
que também contemplavam projetos
para a área energética. No primeiro
deles, em 2007, apenas dois projetos de
energia eólica foram apresentados. Em
2009, o número saltou para 16, com
propostas que abarcaram desde o desenvolvimento de equipamentos eletroeletrônicos aplicados à produção de
energia eólica, apresentada pela Weg,
de Santa Catarina, passando pelo desenvolvimento de torres, pela Seccional Brasil, do Paraná, até a produção
de aerogeradores de pequeno porte,
pela Clamper, de Minas Gerais.
Energias complementares – Como os
novos reservatórios de água do Brasil
encontram-se distantes dos maiores
mercados consumidores, as eólicas
são vistas pelos especialistas como
complementares às hidrelétricas. “As
duas hidrelétricas em construção no
rio Madeira, a de Santo Antônio e Girau, têm juntas 6.600 MW de potência, mas por praticamente não terem
reservatório a quantidade de energia
gerada na época da cheia e da vazante
é completamente diferente”, diz Pedro
Perrelli, diretor executivo da Associação Brasileira de Energia Eólica (Abeeólica), que congrega 70 empresas da
cadeia geradora. “O regime de chuvas
na Amazônia que origina a cheia dos
rios e o regime de ventos do Nordeste
são complementares.” Isso porque os
períodos de seca, quando os reservatórios das barragens estão nos seus níveis
mais baixos, coincidem com o período
de maior incidência e intensidade dos
ventos no Nordeste.
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21
mercado em ascensão
Aumento substancial da capacidade instalada em megawatts
40 mil
eua
35
30
china
alemanha
25
Baixo impacto – O Conselho Mundial
espanha
20
15
índia
10
5
BRasil*
0
2006
2007
* 25/10/2010 - 835 Megawatts
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2008
2009
| fontes: associação mundial de energia eólica (wwea)/aneel
Em artigo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences
(PNAS) em 2009, pesquisadores da
Universidade Harvard estimaram um
potencial de geração eólico 40 vezes
maior do que a atual produção mundial
de eletricidade. “A pesquisa aponta que
o Brasil tem um potencial eólico equivalente a 25 vezes a capacidade atual de
geração do país”, diz Alé. Esse cálculo
não leva em consideração os impactos
sociais, econômicos e ambientais. Esse
é um ponto que deve ser considerado
antes da instalação de um parque eólico, para evitar o que ocorreu em 2009
no Ceará, quando o Ministério Público
Federal denunciou diversos problemas
socioambientais, como devastação de
dunas, aterramento de lagoas, interferência em aquíferos, destruição de
moradias, assim como conflitos com
comunidades de pescadores. “Todos os
possíveis impactos ambientais devem
ser estudados antes da implantação dos
parques eólicos”, diz Alé. Colisões de
aves e morte de morcegos, efeito de ruí­
dos das máquinas, assim como efeitos
de sombras e possíveis interferências
eletromagnéticas, têm sido amplamente estudados por especialistas que trabalham com energia eólica.
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ríodos do dia propícios a esse fenômeno,
faria a máquina dar uma parada. “É um
problema fácil de sanar”, diz. Em relação a colisões de pássaros, Camargo diz
que antes as máquinas eram pequenas e
por isso tinham um giro muito rápido,
o que atrapalhava as aves. Hoje, mesmo
na rotação máxima, as pás são bastante
visíveis. “Houve uma grande redução na
velocidade angular e as máquinas ficam a
pelo menos 40 metros do chão.”
PESQUISA FAPESP 177
IMPACTOS
AMBIENTAIS, SOCIAIS
E ECONÔMICOS
Têm de ser avaliados
antes da instalação
de um novo
empreendimento
“Um problema que existe na Alemanha e em outros lugares, onde existem
parques eólicos instalados próximos a
áreas residenciais, é a sombra da pá girando que projeta um efeito de cintilação em
algumas janelas das casas, que incomoda
os moradores”, diz Camargo. A solução
apontada pelo engenheiro é a colocação
de um sensor que, em determinados pe-
de Energia Eólica (GWEC), em parceria
com o Greenpeace, divulgou um levantamento mostrando que a energia eólica
deverá atender 12% da demanda elétrica
mundial em 2020 e poderá chegar a 22%
em 2030. De acordo com o estudo, essa
fonte terá participação estratégica na
redução das emissões de gases estufa nos
próximos anos. O interesse é tanto por
essa energia renovável de baixo impacto
que o gigante de buscas Google anunciou
em outubro que investiria recursos em
um projeto de US$ 5 bilhões, que prevê
a instalação de uma linha de transmissão
de energia elétrica de 563 quilômetros que
vai interligar usinas eólicas construídas
no mar à costa leste dos Estados Unidos.
As linhas de transmissão também são
uma preocupação brasileira, mesmo com
os parques eólicos construídos em terra
firme ou próximos da costa. Tanto que a
Abeeólica pretende entregar ao governo
federal até o final deste ano um estudo
propondo a construção de uma grande
linha de transmissão, com quase 1.000
quilômetros de comprimento, exclusiva
para energia eólica. “Essa linha sairá de
Pau Ferro, em Pernambuco, passará pela
Paraíba, Rio Grande do Norte, Ceará e
terminará em São Luís, no Maranhão”,
diz Perrelli. Para construir essa linha serão
necessários cerca de R$ 800 milhões. “Ela
vai complementar a rede convencional
e criar subestações em locais que estão
hoje sobrecarregados.” O linhão, como
está sendo chamado, também reduziria o
custo de energia, como consequência da
diminuição das distâncias entre os parques
geradores e as linhas de transmissão. n
Artigo científico
Lu, X.; McElroy, M.B.; Kiviluoma,
J. Global potencial for wind-generated
electricity. PNAS. v. 106, n. 27, p. 10.933-38.
22 jun. 2009.